小明在学校科技活动中设计了一种“输液报警器”(其示意图如图所示),当满瓶药液用完时,与弹簧测力计的弹簧连接的金属触片B从图示位置(对应刻度值b)向上恰好与金属触片A接

发布时间:2020-08-11 07:11:38

小明在学校科技活动中设计了一种“输液报警器”(其示意图如图所示),当满瓶药液用完时,与弹簧测力计的弹簧连接的金属触片B从图示位置(对应刻度值b)向上恰好与金属触片A接触(对应刻度值a),此时电路被接通,标有“6V3W”的小灯泡正常发光.若电源电压为10V,药液体积为500mL,密度为1.04X103kg/m3.则:(金属轻杆、金属棒、弹簧电阻不计,药瓶质量不计,g取10N/kg)
(1)a、b之间的刻度值之差为多少牛?
(2)电路消耗的总功率为多少瓦?
(3)电阻的阻值是多少欧?

网友回答

解:(1)药液的体积:
v=500mL=500×10-6m3,
药液的质量:
m=ρv=1.04×103kg/m3×500×10-6m3=0.52kg,
药液的重力:
G=mg=0.52kg×10N/kg=5.2N.
当指针指在b处时,弹簧测力计的示数为瓶和药液的总重;当指针指在a处时,触点AB接触,电铃响说明药液用完,此时弹簧测力计示数为瓶的重力(药瓶质量不计);
由此可知a、b之间的刻度值之差为药液的重力5.2N;
(2)由图示可知,灯泡与电阻串联,即电流相等,
∵P=UI,
∴电路中的电流:
I=I灯===0.5A,
故电路消耗的总功率:
P=UI=10V×0.5A=5W;
(3)∵灯泡与电阻串联,U灯=6V,
∴UR=10V-6V=4V,
IR=I灯=0.5A,
∵R=
∴电阻阻值:
R===8Ω.
答:(1)a、b之间的刻度值之差为5.2牛;
(2)电路消耗的总功率为5瓦;
(3)电阻的阻值是8欧.
解析分析:(1)图示弹簧测力计,当指针指在b处时,弹簧测力计的示数为瓶和药液的总重,开始输液;当指针指在a处时,触点AB接触,电路为通路,电铃响说明药液用完,此时弹簧测力计示数为瓶的重力;a、b之间的刻度值之差为药液的重力.利用密度公式和重力公式求出药液重力即可;
(2)已知灯泡的额定电压和额定功率,可以知道电路中的电流,又知电源电压,根据P=UI计算消耗的总功率;
(3)已知电源电压和灯泡两端电压,根据串联电路具有分压作用可以知道电阻两端电压,又知电路电流,根据欧姆定律解得电阻阻值.

点评:本题考查了学生对密度公式、重力公式、欧姆定律、电功率公式等的掌握和运用,涉及到小科技制作,要能清楚其中的道理,对于计算的部分,只要熟练掌握公式即可解决.
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